张军
准格尔能源有限责任公司设备维修中心内蒙古鄂尔多斯市013000
摘要：大型露天矿需要使用大量的工程机械，这些工程机械当中许多功能的发挥均靠液压系统来完成。由于诸多因素的影响，这些工程机械在使用过程中经常发生液压系统故障，使得设备出动率和运行成本受到很大影响。经过笔者对安太堡矿各类工程机械液压系统故障的分析认为∶无论故障现象表现为什么方式，其中一个最主要的原因来自系统的污染。如何控制系统污染已成为设备管理部门的一项重要课题。
关键词：工程机械；液压系统；清洁度；控制措施；
前言
在工程机械中，比较普遍地采用了液压技术，目前液压技术也是工程机械方面的重要技术之一，尤其是近年来得到了迅速的发展，由于工程机械采用了液压技术，其工作效率明显得到提高，从操作方面来讲也更加方便了，自动化水平明显提高。在众多引起液压系统故障的原因当中，液压系统受到污染是最主要的原因之一，我们必须在设计和生产制造方面采取改进措施，以便控制液压系统受到污染。
一、液压系统的污染分析
1.污染物的分类及其危客性
液压系统中的污染物是指混杂在工作介质或系统中对系统可靠性和元件寿命有害的物质。其分类可以有以下几类;固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物和污染能量等。
（1）固体颗粒
固体颗粒是工程机械液压系统中最常见的一类污染物，它包括元件加工、组装过程中的残留金属切屑、焊渣和砂粒。由于维修、加油、装配过程中外界侵入的尘埃和杂质，系统工作过程中的磨屑、锈钝剥落物、断裂的碎片，老化过程中的橡胶物，紧固松劲后小螺钉、螺母、垫片等。还有油液氧化和分解产生的沉淀物。颗粒污染的危害性很大，它加剧元件的磨损，导致元件性能下降，使系统产生内泄;堵塞阀的间隙和孔口，引起阀的故障。有些固体颗粒能够卡死阀件，一方面使其失去性能，另一方面导致油的节流和温升，最严重的能够损坏其它阀件甚至发生事故。固体颗粒浸入的后果可导致系统失去弹性，导致阀件的冲击疲劳而过早损坏。由于故障频频出现，使故障判断和修理重复性劳动加剧，大大影响了设备的出动率。
（2）水
水对液压系统的最大危害是腐蚀金属表面。此外，水加速油液的氧化变质，并且与油液中某些添加剂作用产生粘性胶质和乳化，引起阀芯的粘滞和滤清器滤芯的堵塞。水分来自剩油的容器和工作中的失误，对于一个需要加压的油箱，空气系统的污水也是一个污染源。
（3）空气
由于液压系统中泵的吸空，接头的泄漏，储能器氮气的泄漏使大量的空气混入系统中，降低了油液的体积弹性模量，使系统失去钢性和响应特性，并引起气蚀，尤其是对泵的损坏最大。此外空气中的氧促使油液氧化变质，降低了其润滑特性。
（4）污染能量
工程机械的液压系统中的热能、静电等能往往对系统产生较大的危害，因为导致系统过热的原因是多方面的，如果系统内过高的热能使温度超过规定的限度，降低了油液粘度，内泄增加加剧阀件磨损和密封、胶管的老化，导致外泄等一系列故障的发生。过高的温度可以使油液分解变质，液压油的外泄可导致火灾事故的发生。安太堡矿过去的十年当中由于外泄喷油导致多起火灾，最严重时整台卡车被烧坏，损失达百万美元。
2.污染度的测定
对于矿山使用的工程机械来讲，对污染的测定不同于固定设备，前面提到这些工程机械始终处于一个动态的运行环境之中，造成污染的原因也是多方面的，各种设备的厂家对污染度的要求也不尽相同。无论如何，进行污染度的测定是十分必要的。最基本的测定方法有∶
（1）对使用介质的测定
无论使用国产液压油还是使用进口液压油，应在添加之前进行污染度的测定。在维修部门建立一个油液化验室，通过各种方式进行污染度的测定，其中最常用是光谱分析法。
一般液压系统的油应使用1000～2000小时就应更换。而每隔250小时就应取一次油样，对运行中的油进行污染度的测定。要严格取样程序和化验程序，确保化验结果的准确性，防止再污染。
（2）液压元件的污染耐受度测定
由于露天矿所在地理位置、作业环境、气候变化、管理等影响程度不同，对于工程机械来讲其液压元件对污染的耐受度也不尽相同，换言之，液压元件对污染的敏感度也不尽相同。由于固体颗粒污染物引起的零件磨损主要有三种形式，切削磨损、疲劳磨损和粘着磨损。反映到故障形式上也是多种多样的，因此对在特定条件下（元件结构、尺寸、材质）的液压系统在特定环境（上面提到）中对污染物的敏感度进行测定是很有必要的。
（3）故障分析测定
光谱分析只能对微小颗粒或油液进行测定，对于液压系统大颗粒的污染可以通过对故障现象的分析进行测定。如∶切滤芯观察，拆滤网检查，清理油箱检查，阀件失效分析等。通过这种方法比较直观和准确，同时也能准确找出解决问题的办法。如果发现污染物来自胶管内壁的剥落物，可以判定系统中的胶管需全部更换，同时要对胶管的供货渠道进行质量控制，也可以确定一个专门的更换周期。
二、制造方面液压系统污染控制措施
液压系统在生产的过程中，也要采取相应的措施，才能确保液压系统不受到污染，在生产过程中最容易出现的就是残留污染，因此，我们应该在制造过程中采取以下措施来进行污染控制∶
1.管道的酸洗与清洗
液压系统在总装前，管道必须进行清洗，一般先用机械的方法除去焊渣、表面氧化皮和其他污染物后，需要对管路进行酸洗。酸洗应采用循环清洗的方法，效果较好。酸洗过程主要包括脱脂、酸洗、中和处理和钝化等步骤。酸洗后应进行清洗、干燥和涂油等处理。使用清洗液和系统用介质，按相关规范对酸洗后的管路和不需要酸洗的软管组合起来进行循环清洗，管道清洗后应检查其清洁度情况，合格后方允许装入系统。
2.检查油箱、吸油管路等的密封
液压系统一般通过耐压强度试验和密封性试验进行系统密封性能的检查，用来保证系统与环境之间的密封，但是对油箱、吸油管路、回油管路等低压环节，耐压强度试验和密封性试验无法援盖。由于这些环节压力很低，所以小的缝隙不会造成液压系统明显的泄漏，但大量的空气和其他污染物却通过这里进入系统，这在一般液压系统中不被注意，对于特种工程机械液压系统，应该对所有密封环节进行一定压力的密封检查，杜绝污染物侵入的一切可能性。
3.滤油器选用
在设计过程中，我们经常会涉及到确定液压系统污染等级的问题，我们可以根据这个等级，在设计上选用满足相应精度要求的滤油器。当然，在这个方面，我们同样可以采用降额设计的方法进行，这样设计的好处是可以给我们选用滤油器和确定流量的时候留有一定的余地。特别是在一些大型塔钟机械的液压系统中，要考虑在重要的元件前面设计安装滤油器，保证介质经过这一元件时的清洁度满足要求，当然，在设计的时候，应该考虑到这个滤油器的安装位置和安装方式，要保证这个滤油器清洗、更换比较方便。滤芯堵塞时需要自动报警，同时主过滤器应选用双筒过滤器能够实现不间断更换。
4.油箱防污染设计
我们在对液压系统的污染原因进行分析的时候，知道油箱是直接与外界接触的，最有可能造成侵入式污染，因此，我们在设计的时候应该尽可能地采取有效措施，控制外界物质对液压系统的污染。
结束语
液压系统作为特殊工程机械的重要组成部分和主要执行机构，进行特殊的污染控制是十分必要的。污染控制是全过程控制，本文就此问题给出了从设计到制造两个过程的一般方法。只要大家把各个可能污染的过程都控制了，就可以提高液压系统的可靠性和延长使用寿命，使得液压系统满足特殊工程机械使用特点的要求。
参考文献：
[1]孙永厚．液压系统现场故障诊断方法的研究[N]．桂林电子工业学院学报．2009年09期．
[2]陈家焱，陈章位．液压系统故障诊断技术的现状与发展趋势[J]．机床与液压．2010年06期．